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MIT-Ingenieure 3D-drucken “SoFi-Roboter” für Unterwasseraufnahmen

Ingenieure des MIT-Labors für Informatik und künstliche Intelligenz (CSAIL) stellte mit dem Einsatz von 3D-Drucktechnologien einen sogenannten SoFi-Roboter her. Dieser teils 3D-gedruckte Unterwasser-Roboter wurde speziell für Tauchgänge in Meerestiefen hergestellt.

Es ist interessant zu beobachten, wie sehr die Bereiche 3D-Druck und Soft-Robotik in den letzten Jahren miteinander verschmolzen sind. Die Kombination dieser Technologien kann eine große Vielfalt von verschiedenen strukturellen Designs für alle Arten nützlicher Funktionen hervorbringen. Diese Variation an Funktionen erkannten auch Ingenieure des CSAIL.

Mit dem Einsatz von 3D-Drucktechnologien schafften es die MIT-Ingenieure einen innovativen, fischähnlichen Roboter herzustellen. Der sogenannte SoFi-Roboter wurde vorwiegend konstruiert, um hochauflösende Fotos und Videos von Haien und anderen Unterwasser-Lebewesen aufzunehmen. Der jüngste Einsatz im Rainbow Reef, Fidschi, zeigte, dass der SoFi-Roboter in einer Tiefe von mehr als 50 Fuß ( = 15,24 Meter) bis zu 40 Minuten lang im Wasser schwimmen und dokumentieren kann.

“Nach unserem Kenntnisstand ist dies der erste Roboterfisch, der über längere Zeiträume ungehindert in drei Dimensionen schwimmen kann”, sagt CSAIL-Doktorand Robert Katzschmann. “Wir freuen uns über die Möglichkeit, ein solches System nutzen zu können, um dem Meeresleben näher zu kommen, als es Menschen allein können.”

Bisher wurden meist autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV) genutzt, um diese Art von Nahaufnahmen unter Wasser zu erfassen. Der neue Roboterfisch der MIT-Ingenieure wurde nur mit einem Motor, einer Kamera und einer Smartphone-Batterie ausgestattet, was ihn wesentlich wendiger sowie auch weniger störend gestaltete.

Die gesamte Elektronik zur Bewegung und dem Antrieb des SoFi wurde in dem 3D-gedruckten Kunststoff-Kopf des Fischroboters untergebracht. Der Anreiz zur Bewegung des Roboters kommt durch den integrierten Motor sowie zwei ballonartige Kammern, welche Wasser hin und her schieben. Ähnlich wie bei einem Kolben in einem Motor, bewegt sich der Fischroboter durch diese schaukelnde Bewegung. Dieser Bewegungsablauf ähnelt dem eines echten Fisches und passt sich dadurch der Unterwasserwelt besser an.

Ebenso ermöglicht dieses Hydrauliksystem verschiedene Schwimmgeschwindigkeiten. Ein weiteres wichtiges Feature des SoFi-Roboter ist die Bewegungsfreiheit. So ist es dem Soft-Roboter möglich geradeaus zu schwimmen, zu tauchen oder sich zu drehen, was die Chancen einer Kollisionsvermeidung erhöht.

“Kollisionsvermeidung führt oft zu ineffizienter Bewegung, da sich der Roboter mit einer kollisionsfreien Bahn zufrieden geben muss”, sagt der Professor für Elektrotechnik und Informatik am MIT. “Im Gegensatz dazu wird ein weicher Roboter nicht nur eine Kollision eher überstehen, sondern könnte sie als Information nutzen, um beim nächsten Mal einen effizienteren Bewegungsplan zu erstellen … Wir betrachten SoFi als einen ersten Schritt zur Entwicklung eines Unterwasserobservatoriums von sortiert. Es hat das Potenzial, eine neue Art von Werkzeug für die Erforschung des Ozeans zu sein und neue Wege zu eröffnen, um die Geheimnisse des Meereslebens aufzudecken.”

Snippet: Watch a robotic fish swim

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